多元醇法制备一维Ag纳米线

以硝酸银为前驱物,乙二醇为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂,在金晶种存在条件下成功制备出一维银纳米线.对所得样品进行了X射线衍射,场发射扫描电镜,透射电子显微镜以及EDS分析.结果表明,制备的银纳米线为面心立方结构,长度在2～8μm范围,直径约为75～150 nm,产率较高.不同反应时间以及不同PVP(单体)与银离子摩尔比值均对最终纳米形貌产生影响.反应所得银纳米线为五重孪晶结构,最后对纳米线的生长机制进行了详细讨论.     

未钝化和H钝化GaN纳米线的电子结构

用密度泛函理论研究直径为9.5Å,15.9Å和22.5Å,未钝化和H钝化GaN纳米线的能带和态密度.结果表明:未钝化和H钝化GaN纳米线的能隙都是直接带隙,未钝化GaN纳米线的禁带宽度随着直径的增加减小,但是变化不明显,H钝化GaN纳米线的禁带宽度随着直径增大也是减小的,但是减小的幅度比未钝化的大.未钝化GaN纳米线表面N原子的2p电子主要聚集在价带顶,表面Ga原子的4p电子主要聚集在导带底,这两种电子都具有很强的局域性,而且决定着能隙值;加H钝化可以消除表面原子产生的表面效应.     

负载二氧化钛纳米线多孔钛镍合金的制备及应用

通过高温真空烧结法和水热反应法成功制备了表面负载有二氧化钛纳米线的开孔泡沫钛镍合金电极. 多孔钛镍合金的烧结温度为1473 K, 时间为2 h; 水热反应温度为373 K, 反应时间为16 h. 利用X射线粉末衍射分析(XRD)和扫描电镜(SEM)对负载二氧化钛纳米线开孔泡沫钛镍合金进行了表征. 将该泡沫电极作为阳极, 泡沫镍为阴极组成串联水处理装置, 并利用甲基橙溶液研究了该装置电解净化污水的能力. 利用紫外-分光光度法研究了不同阳极电压下钛镍合金对甲基橙的分解能力. 研究表明, 在阳极氧化电压大于30 V的条件下, 甲基橙溶液以200 mL/min的流速一次性流经该装置便可使甲基橙的脱色率达90%以上.     

Pt表面修饰WO3纳米线薄膜对高浓度氢气传感性能的研究

本文采用热蒸发法合成了高结晶度的WO3纳米线薄膜,并利用溅射法把Pt纳米颗粒催化剂均匀溅射到纳米线的表面,形成Pt表面修饰WO3纳米线的复合纳米网络结构.气敏传感性能测试结果表明,在工作温度为100～140℃,Pt表面修饰的WO3纳米线薄膜对高浓度氢气具有响应度高(电阻变化率接近100;)、响应时间短(小于1.0s)、可重复性好等特点,能够有效地降低传感器的工作温度,解决高浓度探测时的饱和和失效问题,在工业生产中具有潜在的应用价值.     

基于ZnO纳米线的螺旋线形跨尺度葡萄糖传感器

制备了一种基于螺旋线形跨尺度结构的酶传感器, 并对该传感器进行了表征和性能测试. 将ϕ 30 μm键合Au丝以螺旋线方式手工缠绕在ϕ 125 μm光纤纤芯上, 在该Au螺旋线上用水浴法合成ZnO纳米线, 得到螺旋线形跨尺度结构; 在ZnO纳米线上物理吸附葡萄糖氧化酶(GOD), 制备了葡萄糖传感器工作电极. 利用扫描电子显微镜(SEM)图像和MatLab图像处理算子分别对螺旋线形跨尺度结构表面形貌及其上活力为50 units/mg的GOD吸附效果进行了定性和定量表征, 分析了非高斯粗糙表面与GOD吸附效果的影响关系. 基于三电极体系采用循环伏安法和计时安培法测试了制备的12个工作电极的性能, 测得该类传感器的灵敏度为(1.410±0.665) μA·L/(mmol·cm²), 线性范围为0~(4.292±0.652) mmol/L, Michaelis-Menten常数为(3.571±1.280) mmol/L, 检出限为(14.085±8.393) μmol/L. 使用活力更高的GOD可以得到性能更好的螺旋线形跨尺度葡萄糖传感器. 该类传感器可广泛应用于医药、 生物、 食品加工及环境监测领域中尿酸、 尿素、 胆固醇、 过氧化氢和苯酚等的检测.     

ZnO纳米线/棒阵列的水热法制备及应用研究进展

氧化锌(ZnO)纳米线/棒阵列的质量决定了所构建光电器件的性能. 为了制备出比表面积更大、垂直性更好以及无根部融合的高质量ZnO纳米线/棒阵列, 本文概述了近几年两步水热法可控制备ZnO纳米线/棒阵列的研究进展, 分别探讨了种子层、生长液和生长方法对纳米线/棒阵列形貌的影响, 详细分析了氨水、六次甲基四胺和聚乙烯亚胺对于促进纳米线/棒阵列生长的作用机理, 提出了通过微流控技术可控制备ZnO纳米线阵列提高纳米线生长效率的方法. 最后介绍了ZnO纳米线/棒阵列的形貌对于提高染料敏化太阳能电池、纳米发电机、气体传感器和场发射器件性能的重要作用, 并对未来两步水热法制备ZnO纳米线/棒阵列的发展趋势进行了展望.     

波纹状银纳米线的制备及其SERS性能研究

首先通过传统的多元醇方法合成了表面光滑的银纳米线,然后利用Fe（NO₃）₃作为刻蚀剂在室温条件下对合成的银纳米线进行刻蚀得到了具有波纹状表面的银纳米线. 通过扫描电镜（SEM）分析表明：银纳米线的表面粗糙程度随着刻蚀剂量的增加而增加,但过量的刻蚀剂又会导致纳米线的断裂甚至形成球状颗粒;当刻蚀剂的量为100 μL时,获得了波纹状表面的银纳米线. 对结晶紫（CV）的表面增强拉曼光谱（SERS）结果表明,这种波纹状银纳米线的拉曼信号强度比表面光滑的银纳米线提高了约5倍,其检测限可低至10^-10 mol/L. 此外,这种优势还可以延伸到敏感性检测10^-9 mol/L的对巯基吡啶（4-Mpy）分子,可以作为一种普适、有效的SERS活性基底.     

质子交换膜燃料电池有序化膜电极

质子交换膜燃料电池的核心部件--膜电极经历了两代传统制备方法后,已经进入第三代有序化膜电极发展阶段.有序化膜电极包括质子导体有序化膜电极和电子导体有序化膜电极两大类,而电子导体有序化膜电极包括催化剂材料有序化膜电极和催化剂载体材料有序化膜电极.有序化膜电极具有良好的电子、质子、水和气体等多相物质传输通道,从而可以大大降低膜电极中Pt载量、提升燃料电池的发电性能和延长燃料电池寿命.本文整理了近几年有关有序化膜电极的研究报道,梳理了有序化膜电极研究进展,归纳比较了各种有序化膜电极制备方法的优缺点,对未来高性能、低成本和长寿命的膜电极制备技术开发具有指导意义.     

不同晶向金属纳米线拉伸力学性能分子动力学研究

在经典等温分子动力学框架下,采用位移加载方式,准静态条件下数值模拟常温条件下金属纳米线的单向拉伸,研究了面心立方晶格（FCC）单晶金属纳米线的弹塑性力学性能。研究发现 <100>,<110>,<111>三个不同晶向纳米线拉伸时呈现不同的拉伸变形力学性能。其中<111>晶向拉伸有最高的屈服强度,<110>晶向屈服屈服最小,特别的是<100>晶向拉伸时屈服应变最大。由于不同的晶向对应纳米线的不同表面,三个晶向的纳米线拉伸呈现不同的应力应变关系曲线,变形过程中的局部结构具有不同的演化方式。分析了纳米单晶铜线的三个晶向拉伸表现不同的等效弹性刚度和屈服强度,讨论了相关的局部位错结构演化过程和与位错发射分解剪应力相关的纳米线塑性变形机理。     

聚苯胺/介孔碳纳米线复合电极材料的制备和性能

以介孔碳纳米线为基体, 通过电化学方法制备了新型聚苯胺/介孔碳纳米线(PANI/MCFs)复合材料, 采用SEM和TEM等手段对样品的结构和形貌进行了表征. 结果表明, 聚苯胺均匀附在介孔碳纳米线表面, 并填充到纳米线介孔孔道中. 将复合材料组装成三电极体系超级电容器, 用循环伏安、 恒流充放电和交流阻抗等方法对材料的电化学性能进行了测试. 结果显示, 在1 mol/L H₂SO₄溶液中, 复合材料的比电容达到391 F/g, 其循环稳定性也得到显著提高.